Nature: Ученые нашли способ победить VRE-инфекции

Всемирная организация здравоохранения, или ВОЗ, определила двенадцать важнейших антибиотикорезистентных патогенов, включая ванкомицин-резистентные энтерококки, VRE, такие как Enterococcus faecium.

Инфекции VRE вызывают тяжелые внутрибольничные инфекции, такие как эндокардит и сепсис, и развивают устойчивость к множеству антибиотиков, что подчеркивает острую необходимость в новых противомикробных препаратах.

В ответ на этот кризис группа исследователей под руководством профессора Такеши Мурата из Высшей школы наук Университета Чиба (Япония) обнаружила новое перспективное соединение V-161, которое эффективно подавляет рост инфекций VRE.

В ходе опубликованного в Nature исследования был изучен фермент, перекачивающий натрий, обнаруженный в этих бактериях, под названием Na±транспортирующая V-ATPase, обнаруженная в E. hirae, близком родственнике E. faecium, используемом в качестве более безопасной и легкодоступной модели для изучения фермента.

Растущий риск инфекций, вызванных VRE

Инфекции VRE опасны тем, что они устойчивы к ванкомицину — препарату, который часто используется для лечения инфекций, вызванных энтерококками.

В 2017 году в США ванкомицин-резистентные энтерококки стали причиной 54 500 инфекций среди госпитализированных пациентов и 5 400 смертей.

Распространение инфекции происходит следующим образом:

• Непосредственно от человека к человеку. Это может происходить от пациента к пациенту или от персонала, который ухаживал за пациентом, инфицированным или колонизированным VRE, и не вымыл руки должным образом между пациентами и/или не надел соответствующие средства индивидуальной защиты, например, перчатки и фартук.
• Прикосновение к загрязненным и не очищенным должным образом поверхностям помещения или медицинскому оборудованию.
• VRE, которые безвредно живут в кишечнике человека, могут переместиться в другую часть тела, например, в рану.

Как фермент воздействует на VRE в организме

Авторы исследования предположили, что Na±транспортирующая V-ATPase может сыграть ключевую роль в разработке антибиотика, который будет целенаправленно воздействовать на инфекции VRE, не затрагивая полезные бактерии.

Доктор Мурата пояснил:

Этот фермент помогает выкачивать ионы натрия из клетки, способствуя выживанию VRE, особенно в щелочной среде, как в кишечнике человека.

Фермент отсутствует у полезных бактерий, таких как лактобациллы, и хотя у людей есть аналогичный фермент, он выполняет другие функции. Это делает Na±транспортирующую V-АТФазу в VRE идеальной мишенью для селективного противомикробного лечения.

Он добавил:

Мы проанализировали более 70 000 соединений, чтобы выявить потенциальные ингибиторы фермента Na±V-АТФазы.

Среди них V-161 оказался сильным кандидатом, продемонстрировав значительную эффективность в снижении роста VRE в щелочных условиях — среде, критической для выживания этого устойчивого патогена.

После этого дальнейшие исследования показали, что V-161 не только ингибирует функцию фермента, но и снижает колонизацию VRE в тонком кишечнике мыши, что подчеркивает его терапевтический потенциал.

Поддержка будущих разработок антибиотиков

Главным результатом этого исследования стал структурный анализ мембранного домена V0 фермента с высоким разрешением, что позволило детально изучить, как V-161 связывается с ним и нарушает работу фермента.

V-161 нацелен на интерфейс между c-кольцом и a-субъединицей фермента, эффективно блокируя транспорт натрия. Эта структурная информация очень важна для понимания работы соединения и закладывает основу для разработки лекарств, нацеленных на этот фермент.

Несмотря на многообещающие результаты, в исследовании также отмечается, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы сделать V-161 еще более эффективным и повысить его эффективность против более широкого спектра бактериальных штаммов.

Несмотря на эти трудности, полученные результаты знаменуют собой значительный прогресс в разработке новых терапевтических средств для борьбы с инфекциями VRE и другими антибиотикорезистентными бактериями.

В рамках продолжающейся работы по совершенствованию V-161 исследовательская группа планирует провести его испытания против других штаммов бактерий для дальнейшей оценки его потенциала.

Мы надеемся, что эти усилия в конечном итоге приведут к более эффективному лечению инфекций, вызванных VRE и другими лекарственно-устойчивыми бактериями, и окажут значительное влияние на область инфекционных заболеваний и общественного здравоохранения, — заключил доктор Мурата.

Конечной целью является разработка нового класса антибиотиков, которые не только дополнят существующие методы лечения, но и могут стать мощным решением для борьбы с растущей угрозой антибиотикорезистентности.

Ранее ученые предположили, что бактерии помогут добывать золото.

Источник фото: нейросеть.

26.01.2025